JP4432272B2 - Internal combustion engine equipped with a heat storage device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄熱装置を備えた内燃機関に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、内燃機関は、燃焼室周辺の温度が所定温度に達していない状態で運転されると、燃焼室に供給される燃料の霧化の悪化や、壁面近くでの消炎が発生し排気エミッションが悪化する。
【0003】
そこで、内燃機関が運転中に発する熱を蓄えておき、蓄えた熱を機関停止中、又は、機関始動時に内燃機関に供給して内燃機関の温度を上昇させる蓄熱装置を備えた内燃機関が知られている。しかし、この蓄熱装置に蓄えられる熱量は限られているので、この限られた熱量を効率よく使用する技術が公開されている。
【0004】
例えば、特開平6−185359号公報では、シリンダブロックに冷却水を導入する第1冷却水路と、このシリンダブロックとは独立してシリンダヘッドに冷却水を導入し且つ蓄熱装置に接続された第2冷却水路とを備えている。
【0005】
このように構成された内燃機関の蓄熱装置では、内燃機関が冷間状態のときには蓄熱装置から放出される熱が第2の冷却水路を通じてシリンダヘッドに集中的に導入される。このように、蓄熱装置に蓄えられた熱をシリンダヘッドに集中的に導入することにより、限られた熱を効率よく使用することが可能となる。以て、エミッション性能の改善及び燃費性能の向上を実現している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、シリンダヘッドとシリンダブロックとに設けられた冷却水通路は連通されているので、シリンダヘッドに導入された冷却水は、シリンダブロックにも流通する虞がある。また、内燃機関外部に設けられたラジエータやヒータコア等にも冷却水通路は連通しているため、このような装置にも冷却水が循環する虞がある。このような熱の供給が不要な個所に冷却水が流通すると、冷却水の温度が不要に低下してしまい、蓄熱装置に蓄えた熱の消費量が多くなる。この問題を解決するために蓄熱装置の容量を大きくしようとすると、非常に大きな装置が必要となり車両への搭載が困難であるか、又は、搭載できたとしても質量の増加により燃費の悪化や走行性能の悪化を誘発する虞がある。
【0007】
ところで、温められた状態で内燃機関を始動させるには、内燃機関の始動前から該内燃機関を昇温させる必要がある。しかし、内燃機関の始動タイミングを正確に把握することは困難であり、従って、始動が何等かの要因で延期されると長期に亘り該内燃機関に熱を供給する必要が生じる。蓄熱装置に蓄えることができる熱には限りがあるため、長期に亘り熱を供給するためには、該蓄熱装置に蓄えられた熱を効率よく供給する必要がある。
【0008】
本発明は、以上の問題を解決するためになされたものであり、内燃機関停止中においても長期に亘り該内燃機関に熱を供給することができる技術を提供し、以て、内燃機関始動直後の排気エミッションの悪化を防止することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために本発明の蓄熱装置を備えた内燃機関は、以下の手段を採用した。即ち、本出願に係る第1の発明は、
シリンダヘッド及びシリンダブロックを有する機関本体と熱を蓄える蓄熱装置とを備えた内燃機関であって、
熱媒体を循環させる循環系と、
前記シリンダヘッドに熱媒体を流通させるヘッド部通路と、
前記シリンダブロックに熱媒体を流通させるブロック部通路と、
前記ヘッド部通路及び前記ブロック部通路を連通する連通路と、
前記循環系を循環する熱媒体を介して前記蓄熱装置が蓄えた熱を当該内燃機関に供給する熱供給手段と、
前記熱供給手段により熱の供給が行われているとき又は前記内燃機関が冷間状態のときに前記連通路を熱媒体が流通することを抑制する抑制手段と、
を具備することを特徴とする。
【0010】
このように構成された蓄熱装置を備えた内燃機関では、内燃機関の運転中に発生した熱が、内燃機関の運転停止後においても蓄熱装置により保存される。この蓄熱装置により蓄えられた熱は、熱媒体を介して循環系を循環する。熱媒体は内燃機関に到達した後、内燃機関内部に設定されたブロック部通路、連通路、ヘッド部通路を通過する。このときに熱媒体は熱を内燃機関に供給する。
【0011】
このようにして、蓄熱装置は内燃機関に熱を供給することにより熱を失う。又、内燃機関は熱を供給され、当該内燃機関の始動前であっても温度が上昇する。
【0012】
前記抑制手段は、連通路を通過しようとする熱媒体の流通を抑制する。そして、内燃機関内部で熱供給の不必要な個所へ熱媒体が流通することを抑制する。例えば排気エミッションの悪化を抑制するためには、シリンダヘッド部を主に温めるのが効果的であるので、ブロック部通路に熱媒体が循環しないようにしても良い。このように、不必要な熱の消費を抑制することで、蓄熱装置に蓄えられた、限りある熱を長期間に亘り内燃機関へ供給することができる。更に、蓄熱装置を小型化することが可能となり、又、熱供給を行う時間を短縮することができる。
【0013】
前記抑制手段は、熱媒体の流通を完全に遮断しても良いし、ある程度熱媒体が流通することのできる例えば絞り等であっても良い。又、前記抑制手段は、熱媒体の流通量を調整することができる弁機構等を有していても良いし、熱媒体の温度に基づいて自動で開閉弁する例えばサーモスタット弁であっても良い。更に、前記抑制手段は、内燃機関の外部から開閉制御を行うことができる電磁式の弁であっても良い。
【0014】
前記抑制手段は、内燃機関が運転を開始した場合には、熱媒体の流通の抑制を解消することができる。この解消が行われる条件は、内燃機関始動前後であっても良いし、例えば機関始動から所定時間が経過したとき、又は、熱媒体が所定の温度に達したとき等であっても良い。
【0015】
上記課題を解決するための、本出願に係る第2の発明は、
シリンダヘッド及びシリンダブロックを有する機関本体と熱を蓄える蓄熱装置とを備えた内燃機関であって、
熱媒体を循環させる循環系と、
前記シリンダヘッドに熱媒体を流通させるヘッド部通路と、
前記シリンダブロックに熱媒体を流通させるブロック部通路と、
前記ヘッド部通路及び前記ブロック部通路を連通する連通路と、
前記循環系を循環する熱媒体を介して前記蓄熱装置が蓄えた熱を当該内燃機関に供給する熱供給手段と、
前記連通路において熱媒体の流通方向を制限する流通方向制限手段と、
を具備することを特徴とする。
【0016】
このように構成された蓄熱装置を備えた内燃機関では、内燃機関の運転中に発生した熱が、内燃機関の運転停止後においても蓄熱装置により保存される。この蓄熱装置により蓄えられた熱は、熱媒体を介して循環系を循環する。熱媒体は内燃機関に到達した後、内燃機関内部に設定されたブロック部通路、連通路、ヘッド部通路を通過する。このときに熱媒体は熱を内燃機関に供給する。
【0017】
このようにして、蓄熱装置は内燃機関に熱を供給することにより熱を失う。又、内燃機関は熱を供給され、当該内燃機関の始動前であっても温度が上昇する。
【0018】
前記流通方向制限手段は、連通路を通過しようとする熱媒体の流通方向を制限し、内燃機関内部で熱供給の不必要な個所へ熱媒体が流通することを抑制する。このように、不必要な熱の消費を抑制することで、蓄熱装置に蓄えられた、限りある熱を長期間に亘り内燃機関へ供給することができる。更に、蓄熱装置を小型化することが可能となり、又、熱供給を行う時間を短縮することができる。
【0019】
前記流通方向制限手段は、内燃機関内部で熱供給の必要な個所から熱供給の不要な個所へ熱媒体が流通することを抑制するが、反対に熱供給の不要な個所から熱供給の必要な個所へ熱媒体が流通することは抑制しない。特に、蓄熱装置から熱が供給されるときと、内燃機関が運転されているときとで熱媒体の流通方向が反対になる場合に効果的である。
【0020】
前記流通方向制限手段は、一方向の熱媒体の流通を完全に遮断しても良いし、ある程度熱媒体が流通可能であっても良い。また、熱媒体の流通量を調整することができても良い。
【0021】
前記流通方向制限手段は、内燃機関が運転を開始した場合には、熱媒体の流通の抑制を解消することができる。この解消は、内燃機関始動前後であっても良いし、例えば機関始動から所定時間が経過したとき、又は、熱媒体が所定の温度に達したとき等を条件としても良い。
【0022】
第2の発明においては、シリンダヘッド及びシリンダブロックを備えた内燃機関であって、前記流通方向制限手段は、シリンダヘッド側からシリンダブロック側への熱媒体の流通を抑制するようにしても良い。
【0023】
このように構成された蓄熱装置を備えた内燃機関によれば、蓄熱装置から熱の供給が行われているときに、シリンダヘッドからシリンダブロックへ熱媒体が流通し、シリンダブロックで不必要な熱の供給が行われることを抑制することができる。
【0024】
上記課題を解決するための、本出願に係る第3の発明は、
熱を蓄える蓄熱装置を備えた内燃機関であって、
熱媒体を循環させる循環系と、
前記循環系を循環する熱媒体を介して前記蓄熱装置が蓄えた熱を当該内燃機関に供給する熱供給手段と、
熱の移動により熱媒体の温度を低下させる熱交換器と、
前記熱供給手段により熱の供給が行われているとき又は前記内燃機関が冷間状態のときに前記熱交換器への熱媒体の循環を抑制する連通抑制手段と、
を具備することを特徴とする。
【0025】
このように構成された蓄熱装置を備えた内燃機関では、内燃機関の運転中に発生した熱が、内燃機関の運転停止後においても蓄熱装置により保存される。この蓄熱装置により蓄えられた熱は、熱媒体を介して循環系を循環する。熱媒体は内燃機関に到達した後、内燃機関内部に設定されたブロック部通路、連通路、ヘッド部通路を通過する。このときに熱媒体は熱を内燃機関に供給する。
【0026】
前記熱交換器は、循環系を介して内燃機関と接続される。運転中に温度が上昇した内燃機関は、熱媒体に熱を放出する。熱を供給された熱媒体は循環系を流通し熱交換器に到達する。熱交換器では、熱媒体が持つ熱が放出され、熱媒体は再度熱の供給を受けることができるようになる。
【0027】
しかし、蓄熱装置から内燃機関へ熱が供給されているときに熱媒体が前記熱交換器を通過してしまうと、蓄熱装置に蓄えられた熱を熱交換器から放出してしまうことになる。前記蓄熱装置に蓄えられる熱量には限りがあるため、熱が熱交換器から放出されると、熱供給が必要とされる個所へ供給することができる熱量が減少してしまう。特に、熱の供給が開始されてから内燃機関が始動されるまでの期間が何等かの要因で長くなると、熱の供給を繰り返し行うことがあるため、その都度熱交換器から熱が放出されて熱が減少する。すると、内燃機関に熱を供給することのできる期間が短くなってしまう。
【0028】
そこで、前記連通抑制手段は、内燃機関と熱交換器との間の循環系に熱媒体が流通することを抑制する。前記連通抑制手段は、熱媒体の流通を完全に遮断しても良いし、ある程度熱媒体が流通可能な絞り等であっても良い。また、熱媒体の流通量を調整することができる弁機構等であっても良い。
【0029】
前記連通抑制手段は、内燃機関が運転を開始した場合には、熱媒体の流通の抑制を解消することができる。この解消が行われる条件は、内燃機関始動前後であっても良いし、例えば機関始動から所定時間が経過したとき、又は、熱媒体が所定の温度に達したとき等であっても良い。
【0030】
本発明においては、前記熱交換器は暖房用のヒータであっても良い。
【0031】
上記課題を解決するための、本出願に係る第4の発明は、
熱を蓄える蓄熱装置を備えた内燃機関であって、
熱媒体を循環させる循環系と、
前記循環系を循環する熱媒体を介して前記蓄熱装置が蓄えた熱を当該内燃機関に供給する熱供給手段と、
前記循環系の前記内燃機関内部への入口側と前記機関内部からの出口側とを連通する迂回路と、
前記内燃機関が冷間状態のときに前記内燃機関内部を流通した熱媒体を該内燃機関に迂回路を介して再度導入する温度調整手段と、
前記蓄熱装置から熱の供給が行われているときは前記迂回路へ熱媒体が循環することを抑制する連通抑制手段と、
を具備することを特徴とする。
【0032】
このように構成された蓄熱装置を備えた内燃機関では、内燃機関の運転中に発生した熱が、内燃機関の運転停止後においても蓄熱装置により保存される。この蓄熱装置により蓄えられた熱は、熱媒体を介して循環系を循環する。熱媒体は内燃機関に到達した後、内燃機関内部に設定されたブロック部通路、連通路、ヘッド部通路を通過する。このときに熱媒体は熱を内燃機関に供給する。
【0033】
前記迂回路は、循環系において、内燃機関内部に熱媒体が流入する入口側と、内燃機関内部から熱媒体が流出する出口側とを連通する。内燃機関始動直後で該内燃機関の温度が低いときには、排気エミッションが悪化する虞があるために早期に該内燃機関を昇温することが重要である。そこで、前記温度調整手段は、内燃機関が冷間状態のときには、内燃機関から放出された熱を熱交換器等で放出させないために、迂回路を介して熱媒体を内燃機関内部に循環させる。このようにして、内燃機関の早期温度上昇が可能となる。
【0034】
しかし、蓄熱装置から内燃機関へ熱が供給されているときに熱媒体の一部が前記迂回路を循環すると、該迂回路を流通する熱媒体が有している熱は内燃機関に供給されなくなる。そのために内燃機関に供給される熱量が減少してしまう。このような状態では、蓄熱装置から熱の供給が行われてもその効果は小さくなる。
【0035】
前記連通抑制手段は、前記迂回路に熱媒体が流通することを抑制し熱供給が行われたときの効果を大きくすることができる。前記連通抑制手段は、熱媒体の流通を完全に遮断しても良いし、ある程度熱媒体が流通可能な絞り等であっても良い。また、熱媒体の流通量を調整することができる弁機構等であっても良い。
【0036】
前記連通抑制手段は、内燃機関が運転を開始した場合には、熱媒体の流通の抑制を解消することができる。この解消を行う条件は、内燃機関始動前後であっても良いし、例えば機関始動から所定時間が経過したとき、又は、熱媒体が所定の温度に達したとき等であっても良い。
【0037】
第3又は第4の発明においては、前記連通抑制手段は、所定温度以上になると開弁するサーモスタット弁であっても良い。
【0038】
第3又は第4の発明においては、前記連通抑制手段は、前記連通抑制手段前後の熱媒体の圧力差に応じて開弁する感圧弁であっても良い。
【0039】
第3又は第4の発明においては、前記連通抑制手段は、所定の方向に圧力を受けたときに開弁する一方向弁であっても良い。
【0040】
第3又は第4の発明においては、前記連通抑制手段は、電磁式の開閉弁であっても良い。
【0041】
上記課題を解決するための、本出願に係る第6の発明は、
熱を蓄える蓄熱装置を備えた内燃機関であって、
熱媒体を循環させる循環系と、
前記循環系を循環する熱媒体を介して前記蓄熱装置が蓄えた熱を当該内燃機関に供給する熱供給手段と、
前記循環系の前記内燃機関内部への入口側と前記機関内部からの出口側とを連通する迂回路と、
前記内燃機関が冷間状態のときに前記内燃機関内部を流通した熱媒体を該内燃機関に迂回路を介して再度導入する温度調整手段と、
を具備し、
前記迂回路に前記蓄熱装置が介在することを特徴とする。
【0042】
このように構成された蓄熱装置を備えた内燃機関では、内燃機関の運転中に発生した熱が、内燃機関の運転停止後においても蓄熱装置により保存される。この蓄熱装置により蓄えられた熱は、熱媒体を介して循環系を循環する。熱媒体は内燃機関に到達した後、内燃機関内部に設定されたブロック部通路、連通路、ヘッド部通路を通過する。このときに熱媒体は熱を内燃機関に供給する。
【0043】
前記迂回路は、循環系において、内燃機関内部に熱媒体が流入する入口側と、内燃機関内部から熱媒体が流出する出口側とを連通する。内燃機関始動直後で該内燃機関の温度が低いときには、排気エミッションが悪化する虞があるために早期に該内燃機関を昇温することが重要である。そこで、内燃機関から放出された熱を熱交換器等で放出させないために迂回路を設け、熱媒体の温度が所定温度に上昇するまで迂回路を介して内燃機関内部を循環させる。このようにして、内燃機関の早期温度上昇が可能となる。
【0044】
本発明においては、前記蓄熱装置が内燃機関に熱の供給を行うときに、熱媒体を循環させる循環系と、内燃機関運転時で熱媒体の温度が低いときに該熱媒体を迂回させる迂回路とは共通の経路となる。
【0045】
第6の発明においては、内燃機関の停止中及び運転中に当該内燃機関に熱を供給することができる。また、装置の簡略化が可能となる。
【0046】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る内燃機関の蓄熱装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。ここでは、本発明に係る内燃機関の蓄熱装置を車両駆動用の直接噴射式ガソリン機関に適用した場合を例に挙げて説明する。
<第1の実施の形態>
図1は、本発明に係る内燃機関の蓄熱装置を適用するエンジン1とその冷却水が循環する冷却水通路(循環通路)A、B、Cとを併せ示す概略構成図である。循環通路に示された矢印は、エンジン1が運転されているときの冷却水の流通方向である。
【0047】
図1に示すエンジン1は、水冷式の4サイクル・ガソリン機関である。
【0048】
エンジン1の外郭は、シリンダヘッド1a、シリンダヘッド1aの下部に連結されたシリンダブロック1b、シリンダブロック1bの更に下部に連結されたオイルパン1cを備えて構成される。
【0049】
シリンダヘッド1a及びシリンダブロック1bには冷却水が循環するための通路であるウォータジャケット23が設けられている。このウォータジャケット23の入口には、冷却水をエンジン1外部から吸い込み、エンジン1内部に吐出させるウォータポンプ6が設けられている。このウォータポンプ6は、エンジン1の出力軸の回転トルクを駆動源として作動するポンプである。即ち、ウォータポンプ6は、エンジン1が運転されているときに限り作動する。また、エンジン1には、ウォータジャケット23内の冷却水の温度に応じた信号を発信するエンジン内冷却水温度センサ29が取り付けられている。
【0050】
エンジン1に冷却水を循環させるための通路は、ラジエータ9を循環する循環通路A、ヒータコア13を循環する循環通路B、蓄熱装置10を循環する循環通路C、エンジン1の内部を循環する循環通路Dに分別される。各循環通路の一部には他の循環通路と共有されている個所がある。
【0051】
循環通路Aは、主に、冷却水の熱をラジエータ9から放出させることにより、冷却水の温度を低下させる機能を有する。
【0052】
循環通路Aは、ラジエータ入口側通路A1、ラジエータ出口側通路A2、ラジエータ9、ウォータジャケット23で構成されている。シリンダヘッド1aには、ラジエータ入口側通路A1の一端が接続され、ラジエータ入口側通路A1の他端は、ラジエータ9の入口に接続される。
【0053】
ラジエータ9の出口には、ラジエータ出口側通路A2の一端が接続され、ラジエータ出口側通路A2の他端はシリンダブロック1bに接続されている。ラジエータ9の出口からシリンダブロック1bに至るラジエータ出口側通路A2上には、冷却水の温度が所定温度になると開弁するサーモスタット8が設けられている。また、ラジエータ出口側通路A2とシリンダブロック1bとは、ウォータポンプ6が介在して接続されている。
【0054】
ウォータジャケット23は、ヘッド側ウォータジャケット23a及びブロック側ウォータジャケット23bに分別される。ヘッド側ウォータジャケット23aは、主にシリンダヘッド1aに設けられた冷却水通路で、シリンダヘッド1aの冷却を目的とする。また、ブロック側ウォータジャケット23bは、主にシリンダブロック1bに設けられた冷却水通路で、シリンダブロック1bの冷却を目的とする。ヘッド側ウォータジャケット23aとブロック側ウォータジャケット23bとは、連通路23cを介して連通されている。この連通路23cには、ECU22からの信号により開閉する遮断弁38が設けられている。
【0055】
循環通路Bは、主に、冷却水の熱をヒータコア13から放出させることにより、車室内雰囲気温度を上昇させる機能を有する。
【0056】
循環通路Bは、ヒータコア入口側通路B1、ヒータコア出口側通路B2、ヒータコア13、ウォータジャケット23で構成されている。ヒータコア入口側通路B1の一端は、ラジエータ入口側通路A1の途中に接続される。ヒータコア入口側通路B1の一部で、シリンダヘッド1aからこの接続部までの通路は、ラジエータ入口側通路A1と共有される。又、ヒータコア入口側通路B1の他端は、ヒータコア13の入口に接続される。ヒータコア入口側通路B1の途中にはECU22からの信号により開閉する遮断弁31が介在する。ヒータコア13の出口には、ヒータコア出口側通路B2の一端が接続され、ヒータコア出口側通路B2の他端は、ラジエータ出口側通路A2の途中のサーモスタット8とウォータポンプ6との間に接続されている。この接続部からシリンダブロック1bまでの通路は、ラジエータ出口側通路A2と共有される。更に、ウォータジャケット23も共有される。
【0057】
循環通路Cは、主に、冷却水の熱を蓄え、又、この蓄えた熱を放出してエンジン1を温める機能を有する。
【0058】
循環通路Cは、蓄熱装置入口側通路C1、蓄熱装置出口側通路C2、蓄熱装置10、ウォータジャケット23で構成されている。蓄熱装置入口側通路C1の一端は、ラジエータ出口側通路A2の途中に接続される。シリンダヘッド1aからこの接続部までの通路は、循環通路A及びBと共有される。また、蓄熱装置入口側通路C1の他端は、蓄熱装置10の入口に接続される。蓄熱装置10の出口には、蓄熱装置出口側通路C2の一端が接続され、蓄熱装置出口側通路C2の他端は、ラジエータ入口側通路A1の途中に接続される。エンジン1の内部では、循環通路A及びBとウォータジャケット23を一部共有する。又、蓄熱装置10の入口及び出口には、冷却水を図1中の矢印方向にのみ流通させるための逆止弁11が設けられている。蓄熱装置10の内部には、蓄熱装置内に蓄えられた冷却水の温度に応じて信号を発信する蓄熱装置内冷却水温度センサ28が設けられている。更に、蓄熱装置入口側通路C1の途中で、且つ、逆止弁11の上流側には、電動ウォータポンプ12が介在している。
【0059】
循環通路Dは、主に、冷却水温度が低いときに、冷却水温度が上昇するまで冷却水を流通させる機能を有する。循環通路Dは、ウォータジャケット23、迂回路23dで構成されている。迂回路23dの一端は、ヘッド側ウォータジャケット23aの出口側に接続されている。一方、迂回路23dの他端は、ウォータポンプ6の入口部に接続され、ウォータポンプ6の手前にはサーモスタット8が介在する。
【0060】
このように構成された循環通路では、循環通路Aにおいては、エンジン1が運転中には、クランクシャフト(図示省略)の回転トルクがウォータポンプ6の入力軸へ伝達されると、ウォータポンプ6は、クランクシャフトから該ウォータポンプ6の入力軸へ伝達された回転トルクに応じた圧力で冷却水を吐出する。一方、エンジン1が停止中にはウォータポンプ6が停止するので、冷却水が循環通路Aを循環することはない。
【0061】
前記ウォータポンプ6から吐出された冷却水は、ウォータジャケット23を流通する。このときに、シリンダヘッド1a及びシリンダブロック1bと冷却水との間で熱の移動が行われる。シリンダ(図示省略)内部で燃焼により発生した熱の一部は、シリンダの壁面へ伝わり、更にシリンダヘッド1a及びシリンダブロック1bの内部を伝わってシリンダヘッド1a及びシリンダブロック1b全体の温度が上昇する。シリンダヘッド1a及びシリンダブロック1bに伝わった熱の一部は、ウォータジャケット23内部の冷却水に伝わり、当該冷却水の温度を上昇させる。また、その分熱を失ったシリンダヘッド1a及びシリンダブロック1bの温度は低下する。このようにして、温度が上昇した冷却水は、シリンダブロック1bからラジエータ入口側通路A1へ流出する。
【0062】
ラジエータ入口側通路A1へ流出した冷却水は、当該ラジエータ入口側通路A1を流通した後ラジエータ9に流入する。ラジエータ9では、外気と冷却水との間で熱の移動が行われる。温度が高くなっている冷却水の熱の一部は、ラジエータ9の壁面へ伝わり、更にラジエータ9の内部を伝わってラジエータ9全体の温度が上昇する。ラジエータ9に伝わった熱の一部は、外気に伝わり、当該外気の温度を上昇させる。また、その分熱を失った冷却水の温度は低下する。温度が低下した冷却水は、ラジエータ9から流出する。
【0063】
ラジエータ9から流出した冷却水は、ラジエータ出口側通路A2を流通してサーモスタットに到達する。ここで、サーモスタット8は、ヒータコア出口側通路B2を流通する冷却水の温度が所定温度に達するとワックスの熱膨張により自動的に開弁する。即ち、ヒータコア出口側通路B2を流通する冷却水の温度が所定温度に達していなければ、ラジエータ出口側通路A2は遮断され、該ラジエータ出口側通路A2内部の冷却水はサーモスタット8を通過することはできない。
【0064】
サーモスタット8が開弁しているときには、当該サーモスタット8を通過した冷却水はウォータポンプ6に流入する。
【0065】
このようにして、冷却水の温度が高くなったときに限りサーモスタット8が開弁し冷却水がラジエータ9を循環する。ラジエータ9で温度が下降した冷却水は、ウォータポンプ6からウォータジャケット23へ吐出され再度温度が上昇する。
【0066】
一方、ラジエータ入口側通路A1を流通する冷却水の一部は、ヒータコア入口側通路B1に流入する。
【0067】
ヒータコア入口側通路B1に流入した冷却水は、当該ヒータコア入口側通路B1を流通して、遮断弁31に到達する。遮断弁31は、ECU22からの信号により、エンジン1の運転中には開弁され、エンジン1の停止中には閉弁される。エンジン1の運転中には、冷却水は遮断弁31を通過してヒータコア入口側通路B1を流通しヒータコア13に到達する。
【0068】
ヒータコア13は、車室内で空気と熱交換を行い、熱の移動により昇温された空気は図示しない送風機により車室内を循環し、車室内雰囲気温度が上昇する。その後、冷却水は、ヒータコア13から流出し、ヒータコア出口側通路B2を流通し、ラジエータ出口側通路A2と合流する。このときに、サーモスタット8が開弁しているときには、循環通路Aを流通する冷却水と合流してウォータポンプ6へ流入する。一方、サーモスタット8が閉弁しているときには、循環通路Bを流通してきた冷却水がウォータポンプ6に流入する。
【0069】
このようにして、ヒータコア13で温度が下降した冷却水は、再度ウォータポンプ6からウォータジャケット23へ吐出される。
【0070】
ところで、冷却水温度が所定温度よりも低いときには、早期に温度を上昇させる必要がある。このようなときに、前記ラジエータ9に冷却水が循環すると冷却水の温度が低下してしまい、所定温度に達しないか又は所定温度に達するまでに時間がかかってしまう。このようなときには、サーモスタット8は、自動的に閉弁されるので、ラジエータ9に冷却水が循環して温度を低下させることはない。また、遮断弁31を閉弁しておけばヒータコア13に冷却水が循環することもなくなる。更に、蓄熱装置10の前後には逆止弁11が設けられているため、蓄熱装置10に温度の低い冷却水が逆流することもない。
【0071】
このように冷却水の温度が低いときに冷却水が流通できるのは、循環通路Dに限られる。循環通路Dを流通する冷却水はエンジン1から熱を供給され徐々に温度が上昇する。エンジン内冷却水温度センサ29の出力信号により得られる冷却水温度が、所定温度よりも高くなったときにはサーモスタット8が自動的に開弁して冷却水は、ラジエータ9で熱を放出する。
【0072】
このように冷却水の温度が低いときには、冷却水は循環通路Dを循環し、冷却水の温度が高くなると、循環通路Aに冷却水が循環されるので、冷却水の温度を略一定に保つことができる。
【0073】
以上述べたように構成されたエンジン1には、当該エンジン1を制御するための電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)22が併設されている。このECU22は、エンジン1の運転条件や運転者の要求に応じてエンジン1の運転状態を制御し、又、エンジン1の運転停止中にはエンジン1の昇温制御(エンジンプレヒート制御)を行うユニットである。
【0074】
ECU22には、クランクポジションセンサ27、蓄熱装置内冷却水温度センサ28、エンジン内冷却水温度センサ29等の各種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種センサの出力信号がECU22に入力されるようになっている。
【0075】
ECU22は、電動ウォータポンプ12、遮断弁31、遮断弁38、遮断弁39等を制御することが可能なように、これらが電動ウォータポンプ12、遮断弁31、遮断弁38、遮断弁39等と電気配線を介して接続されている。
【0076】
ここで、図2に示すように、ECU22は、双方向性バス350によって相互に接続されたCPU351と、ROM352と、RAM353と、バックアップRAM354と、入力ポート356と、出力ポート357とを備えるとともに、前記入力ポート356に接続されたA/Dコンバータ(A/D)355を備えている。
【0077】
前記入力ポート356は、クランクポジションセンサ27のようにデジタル信号形式の信号を出力するセンサの出力信号を入力し、それらの出力信号をCPU351やRAM353へ送信する。
【0078】
前記入力ポート356は、蓄熱装置内冷却水温度センサ28、エンジン内冷却水温度センサ29、バッテリー30等のように、アナログ信号形式の信号を出力するセンサのA/D355を介して入力し、それらの出力信号をCPU351やRAM353へ送信する。
【0079】
前記出力ポート357は、電動ウォータポンプ12、遮断弁31、遮断弁38、遮断弁39等と電気配線を介して接続され、CPU351から出力される制御信号を、前記した電動ウォータポンプ12、遮断弁31、遮断弁38、遮断弁39等へ送信する。
【0080】
前記ROM352は、蓄熱装置10からエンジン1に熱を供給するためのエンジンプレヒート制御ルーチン等のアプリケーションプログラムを記憶している。
【0081】
前記ROM352は、上記したアプリケーションプログラムに加え、各種の制御マップを記憶している。前記制御マップは、例えば、エンジン1の運転状態と基本燃料噴射量(基本燃料噴射時間)との関係を示す燃料噴射量制御マップ、エンジン1の運転状態と基本燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時期制御マップ、冷却水温と遮断弁31、遮断弁38、遮断弁39の開閉状態との関係を示す遮断弁制御マップ等である。
【0082】
前記RAM353は、各センサからの出力信号やCPU351の演算結果等を格納する。前記演算結果は、例えば、クランクポジションセンサ27がパルス信号を出力する時間的な間隔に基づいて算出される機関回転数である。これらのデータは、クランクポジションセンサ27がパルス信号を出力する都度、最新のデータに書き換えられる。
【0083】
前記バックアップRAM354は、エンジン1の運転停止後もデータを記憶可能な不揮発性のメモリである。
【0084】
次に、本実施の形態に係るエンジン1の昇温制御(以下、「エンジンプレヒート制御」と称する。)についてその概要を説明する。
【0085】
エンジン1の運転中に、ECU22が電動ウォータポンプ12に信号を送り、当該電動ウォータポンプ12を作動させると、循環通路Cに冷却水が循環する。
【0086】
ヒータコア出口側通路B2を流通する冷却水の一部は、蓄熱装置入口側通路C1に流入する。蓄熱装置入口側通路C1に流入した冷却水は、当該蓄熱装置入口側通路C1を流通して電動ウォータポンプ12に到達する。電動ウォータポンプ12は、ECU22からの信号により作動して、所定の圧力で冷却水を吐出する。
【0087】
電動ウォータポンプ12から吐出された冷却水は、蓄熱装置入口側通路C1を流通して逆止弁11を通過し、蓄熱装置10に到達する。
【0088】
蓄熱装置10は、外側容器10aと内側容器10bとの間に真空の断熱空間が設けられ、冷却水注入管10cから流入した冷却水は、冷却水注出管10dから流出する。
【0089】
蓄熱装置10の内部に流入した冷却水は、外部から断熱された状態となり保温される。蓄熱装置10から流出した冷却水は、逆止弁11を通過し、蓄熱装置出口側通路C2を流通してラジエータ入口側通路A1に流入する。
【0090】
このように、蓄熱装置10の内部には、エンジン1で昇温された冷却水が流通し、蓄熱装置10の内部は温度の高い冷却水で満たされる。そして、エンジン1が停止した後、ECU22が電動ウォータポンプ12の作動を停止すれば、蓄熱装置10に温度の高い冷却水を蓄えることができる。蓄えられた冷却水は、蓄熱装置10の保温効果により温度の低下が抑制される。
【0091】
ECU22は、蓄熱装置10に蓄えられた温度の高い冷却水をエンジン1の停止中に循環通路Cに循環させ、当該シリンダヘッド1aの昇温制御を行う。
【0092】
図3は、エンジン1の停止中に蓄熱装置10からエンジン1に熱が供給されるときの、冷却水が循環する通路とその流通方向を示した図である。蓄熱装置10からエンジンに熱が供給されているときのヘッド側ウォータジャケット23aにおける冷却水流通方向は、エンジン1が運転されているときの冷却水流通方向とは反対となる。
【0093】
ここで、エンジンプレヒート制御実行中には、遮断弁31、遮断弁38、遮断弁39はECU22により総て閉弁されている。
【0094】
電動ウォータポンプ12は、ECU22からの信号に基づいて作動し、所定の圧力で冷却水を吐出する。吐出された冷却水は、蓄熱装置入口側通路C1を流通して逆止弁11を通過し、蓄熱装置10に到達する。このときに蓄熱装置10に流入する冷却水は、エンジン1の停止中に温度が低下した冷却水である。
【0095】
蓄熱装置10の内部に貯留された冷却水は、冷却水注出管10dを介して蓄熱装置10から流出する。このときに蓄熱装置10から流出する冷却水は、エンジン1の運転中に蓄熱装置10に流入し、当該蓄熱装置10により保温された温度の高い冷却水である。蓄熱装置10から流出した冷却水は、逆止弁11を通過し、蓄熱装置出口側通路C2を流通してシリンダヘッド1aに流入する。ここで、エンジン1の停止中には、ECU22からの信号により遮断弁31は閉弁されるため、ヒータコア13には冷却水が循環することはない。また、冷却水温度がサーモスタット8の開弁温度よりも高いときには、蓄熱装置10からエンジン1へ熱の供給を行う必要が無い。即ち、エンジン1の停止中に冷却水の循環が行われるのは、サーモスタット8が閉弁しているときに限られる。従って、ヒータコア13及びラジエータ9に冷却水が循環して熱の移動が行われることにより冷却水の温度が低下することはない。
【0096】
シリンダヘッド1aに流入した冷却水は、ヘッド側ウォータジャケット23aを流通する。ヘッド側ウォータジャケット23aでは、シリンダヘッド1aと冷却水との間で熱交換が行われる。冷却水が持つ熱の一部は、シリンダヘッド1aの内部を伝わりシリンダヘッド1a全体の温度が上昇する。また、その分熱を失った冷却水の温度は低下する。ここで、エンジン1の停止中には、ECU22からの信号により遮断弁38は閉弁されているため、ブロック側ウォータジャケット23bに冷却水が循環することはない。従って、シリンダブロック1bにおいて熱の移動が行われることにより冷却水の温度が低下することはない。
【0097】
また、エンジン1の停止中には、ECU22からの信号により遮断弁39は閉弁されているため、迂回路23dに冷却水が循環することはない。従って、ヘッド側ウォータジャケット23aで熱の移動を行わずに蓄熱装置10に戻る冷却水はなくなる。
【0098】
このようにして、ヘッド側ウォータジャケット23aで熱の移動が行われて温度が低下した冷却水は、シリンダブロック1bから流出し、蓄熱装置入口側通路C1を流通して電動ウォータポンプ12に到達する。
【0099】
このように、ECU22は、エンジン1の始動に先立ち電動ウォータポンプ12を作動させることにより、シリンダヘッド1aの昇温(エンジンプレヒート制御)を行う。
【0100】
ところで、本実施の形態で適用するシステム、即ちエンジン1及び蓄熱装置10間を循環する冷却水により両部材1、10の熱交換を行うシステムでは、蓄熱装置10内に蓄えられた冷却水(熱水)がシリンダヘッド1aに供給される一方で、シリンダブロック1bへも冷却水が流入する。このため、シリンダブロック1bへ不必要な熱を供給することになり、蓄熱装置10に蓄えられた熱の消費量が増大する。そして、熱の消費量が多いと蓄熱装置10内の熱が早期に消費されてしまい、シリンダヘッド1aを温めることができる期間が短くなる。
【0101】
そこで、本実施の形態では、熱の供給が行われているときには、遮断弁38を閉弁してシリンダブロック1bへ冷却水が循環しないようにする。シリンダブロック1bに冷却水が循環しなければ、不必要な熱の消費を低減することができ、シリンダヘッド1aへ熱を供給することのできる期間を長くすることができる。
【0102】
次に、このようなエンジンプレヒート制御を行うときの制御フローについて説明する。
【0103】
図4は、エンジンプレヒート制御のフローを表すフローチャート図である。
【0104】
ステップS101では、ECU22にトリガー信号が入力されたときに、ECU22が起動して本制御を開始する。本制御実行開始条件となるトリガー信号には、例えば、図示しないドア開閉センサが発信する運転席側のドアの開閉信号が挙げられる。車両運転者が、車両に搭載されたエンジン1を始動するには、その前に車両のドアを開いて乗車する動作が当然に伴う。そこで、車両のドアが開けられたと検知した場合には、ECU22が起動してエンジンプレヒート制御を行い、車両運転者がエンジン1を始動するときにはエンジン1が温まった状態にあるようにした。
【0105】
ステップS102では、CPU351は、遮断弁31、遮断弁38、遮断弁39に夫々信号を送信して閉弁させる。
【0106】
ステップS103では、エンジンプレヒート制御の実行条件が成立しているか否かを判定する。ここで判定に用いられる要素は、エンジン内冷却水温度センサ29の出力信号である。エンジン内冷却水温度センサ29の出力信号に基づいてCPU351は、ウォータジャケット23内の冷却水温度Twを算出し、算出された温度が所定温度(例えば45℃)よりも低いか否かを判定する。算出された温度が所定温度よりも低いと判定された場合には、エンジン1へ冷却水を循環させるためにステップS104へ進む。また、否定判定がなされた場合には冷却水の循環を行わずにステップS109へ進む。
【0107】
ここで、ウォータジャケット23内の温度が所定温度(例えば45℃)よりも高いときは、冷却水を循環させてもその効果が小さく、又、電力消費量を低減するためにエンジン1の昇温は行わないこととした。電動ウォータポンプ12を駆動する電力は、車両に搭載されたバッテリー30から供給されるが、この電力には限りがあるために、このように電力消費量を低減することは重要である。
【0108】
ステップS104では、CPU351は、RAM353にアクセスし、蓄熱装置内冷却水温度センサ28の出力信号を読み込む。
【0109】
ステップS105では、CPU351は、ステップS103で読み込んだ蓄熱装置内冷却水温度センサ28の出力信号に基づいて、電動ウォータポンプ12を作動させる時間Tptを決定する。蓄熱装置内冷却水温度センサ28の出力信号と電動ウォータポンプ12を作動させる時間は予めマップ化しておき、ROM352に記憶させておく。CPU351は、読み込んだ蓄熱装置内冷却水温度センサ28の出力信号と前記マップとに基づいて電動ウォータポンプ12を作動させる時間を算出し、算出結果をRAM353に記憶させる。
【0110】
ステップS106では、CPU351は、電動ウォータポンプ12に電力を供給し、当該電動ウォータポンプ12を作動させる。
【0111】
ステップS107では、CPU351は、ステップS106で電動ウォータポンプ12が作動を開始してから、ステップS105で算出された時間が経過したか否か判定する。CPU351は、RAM353にアクセスし、電動ウォータポンプ12が作動を開始してから経過した時間を読み出す。この時間がステップS105で算出された時間よりも長い場合には、ステップS108へ進む。否定判定がなされた場合には、ステップS106へ進み、引き続き電動ウォータポンプ12を作動させる。
【0112】
ステップS108では、CPU351は、電動ウォータポンプ12の作動を停止させる。
【0113】
ステップS109では、CPU351は、エンジン1が始動されたか否かを判定する。CPU351は、RAM353にアクセスし、クランクポジションセンサ27の出力信号により、エンジン1が始動されたか否かを判定することができる。エンジン1が運転されているとCPU351が判定したときには、ステップS113へ進む。エンジン1が運転されると、ウォータポンプ6が冷却水の吐出を開始するので、ヘッド側ウォータジャケット23aでは、エンジン1の始動前に対して反対方向に冷却水が循環される。一方、否定判定がなされた場合には、ステップS106乃至ステップS108で昇温されたエンジン1の温度が低下し、再度昇温する必要が生じる可能性があるためにステップS110へ進む。
【0114】
ステップS110では、CPU351は、バッテリー30の電圧が所定電圧(例えば12V)よりも高いか否かを判定する。所定電圧よりも高いと判定された場合には、ステップS111へ進む。否定判定がなされた場合には、電動ウォータポンプ12を作動させると、バッテリー30の電圧が更に低下してエンジン1の始動が困難になるので、再度電動ウォータポンプ12の作動を行わずにステップS109へ進む。
【0115】
ステップS111では、CPU351は、RAM353にアクセスし、蓄熱装置内冷却水温度センサ28及びエンジン内冷却水温度センサ29の出力信号を読み込む。
【0116】
ステップS112では、エンジン1の昇温を再び行うための実行条件が成立しているか否かを判定する。ここで判定に用いられる要素は、蓄熱装置内冷却水温度センサ28及びエンジン内冷却水温度センサ29の出力信号である。エンジン内冷却水温度センサ29の出力信号に基づいてCPU351は、ウォータジャケット23内の冷却水温度Twを算出し、算出された温度が所定温度(例えば30℃)よりも低いか否かを判定する(実行条件1)。また、蓄熱装置内冷却水温度センサ28及びエンジン内冷却水温度センサ29の出力信号に基づいてCPU351は、蓄熱装置10内の冷却水温度Tthがウォータジャケット23内の冷却水温度Twよりも高いか否かを判定する(実行条件2)。この2つの条件が何れも成立していると判定された場合には、エンジン1の昇温を行うべくステップS105へ進む。一方、上記2つの条件のうち何れか1つでも成立していないと判定された場合には、冷却水の循環を行わずにステップS109へ進む。
【0117】
ここで、上記2つの条件のうち何れか1つでも成立していないと判定された場合には、冷却水の循環を行っても効果が小さい。又、蓄熱装置10内の冷却水温度がウォータジャケット23内の冷却水温度よりも低いときに電動ウォータポンプ12を作動させるとウォータジャケット23内の冷却水温度が低下し、延いては、エンジン1の温度が低下してしまう。そこで、このような状態のときには、電動ウォータポンプ12を作動させないこととする。
【0118】
ステップS113では、CPU351は、遮断弁39に信号を送り開弁させる。エンジン1が始動されると、ウォータポンプ6が冷却水の吐出を開始する。このようなときに遮断弁39が開弁されると、迂回路23dに冷却水が流通し、該冷却水は循環通路Dを循環する。
【0119】
ステップS114では、ヒータ用ブロアのスイッチ(図示省略)が入れられているか否か判定する。このときには、遮断弁39が閉弁されているため、ヒータコア13に温かい冷却水は循環していない。このようなときにヒータ用ブロアが作動しても、ヒータコア13から熱の供給を受けない空気は、温められることなく該ヒータコア13を通過する。従って、車室内温度は上昇しない。そこで、このようなときには、遮断弁39を開弁して冷却水をヒータコア13に循環させることとする。ヒータ用ブロアのスイッチ(図示省略)が入れられていると判定された場合には、ステップS115へ進み、否定判定がなされた場合には、ステップS117へ進む。
【0120】
ステップS115では、ウォータジャケット23内の冷却水温度Twが所定温度よりも高いか否かを判定する。エンジン内冷却水温度センサ29の出力信号に基づいてCPU351は、ウォータジャケット23内の冷却水温度が所定温度よりも高いか否かを判定する。この条件が成立していると判定された場合には、ヒータコア13に熱を供給すべくステップS116へ進む。一方、否定判定がなされた場合には、ステップS114へ進む。この状態で冷却水を循環させても効果が小さいためにヒータコア13に対して冷却水の循環を行わないこととした。
【0121】
ステップS116では、CPU351は、遮断弁31に信号を送り開弁させる。遮断弁31が開弁されると冷却水は循環通路Bを循環する。また、このときの冷却水温度は、サーモスタット8の開弁温度に達していないので循環通路Aに冷却水が循環することはない。
【0122】
ステップS117では、ウォータジャケット23内の冷却水温度が所定温度よりも高いか否かを判定する。エンジン内冷却水温度センサ29の出力信号に基づいてCPU351は、ウォータジャケット23内部の冷却水温度が所定温度よりも高いか否かを判定する。ここで、肯定判定がなされた場合にはステップS118へ進む。一方、否定判定がなされた場合には、ステップS114へ進む。所定温度以下の場合には、更に温度を上昇させる必要があるため、ヘッド側ウォータジャケット23aに集中して冷却水を循環させる。
【0123】
ステップS118では、CPU351は、遮断弁38に信号を送り開弁させる。このときのシリンダヘッド1aの冷却水温度は十分に昇温されているので、低温に起因した排気エミッションの悪化等は改善されている。遮断弁38を開弁すると、シリンダブロック1bに冷却水が循環されエンジン1の全体と冷却水との間で熱の交換が行われる。
【0124】
そして、エンジンプレヒート制御は終了され、通常の運転制御が行われる。
【0125】
以上説明したように、本実施の形態によれば、機関停止状態にある、エンジン1について遮断弁31、遮断弁38、遮断弁39の開閉弁制御を行いつつシリンダヘッド1aを集中的に昇温することが可能となる。従って、シリンダブロック1b等の昇温が余り必要でない個所を昇温することによって蓄熱装置10に蓄えられた熱を消費することを抑制し、長期に亘ってシリンダヘッド1aの昇温が可能となる。
【0126】
また、蓄熱装置10に蓄えられた熱が効率よく使用されるため、該蓄熱装置10に蓄える熱を減量することができる。従って、蓄熱装置10を小型化することができる。更に、熱供給を行う時間を短縮することができる。
<第2の実施の形態>
本実施の形態に係る蓄熱装置10を備えたエンジン1は、第1の実施の形態と比較して以下の点で相違する。
【0127】
第1の実施の形態では、遮断弁31、遮断弁38、遮断弁39は何れもCPU351からの信号により作動する電磁式の弁であった。しかし、第2の実施の形態では、遮断弁38に代えて一方向に限り冷却水を通過させることができる逆止弁41とした。
【0128】
図5に示すように、冷却水が通過できる方向は、シリンダブロック1b側からシリンダヘッド1a側である。
【0129】
このように構成された蓄熱装置10を備えたエンジン1では、エンジン1が運転中には、図5の矢印方向に冷却水が流通するのでヘッド側ウォータジャケット23a、連通路23c、ブロック側ウォータジャケット23b、迂回路23dに冷却水が循環する。この場合には、連通路23cを流通する冷却水は、逆止弁41を通過することができる。
【0130】
一方、エンジン1が停止しているときに冷却水を循環させて該エンジン1に熱を供給する場合には、図3の矢印方向に冷却水が流通する。ラジエータ入口側通路A1からシリンダヘッド1aに流入した冷却水は、遮断弁39が閉弁されているために迂回路23dを流通することはない。また、逆止弁41においては、冷却水の流通方向が該逆止弁41の許容する流通方向と反対になるので、該逆止弁41を冷却水が通過してブロック側ウォータジャケット23bに流入することはない。
【0131】
その他のハードウェアに関する基本構成は、第1の実施の形態と共通なので説明を割愛する。
【0132】
ここで、本実施の形態においては、第1の実施の形態に係る図4のフローチャート中のステップS102に対応する制御で、遮断弁31及び遮断弁39の閉弁が行われる。そして、ステップS117及びステップS118の制御は行わなくて良い。
【0133】
このように、第1の実施の形態に係る蓄熱装置10を備えたエンジン1よりも制御しなくてはならない遮断弁の数が少ないので制御の簡略化及び装置の簡略化を行うことができる。
【0134】
このようにして、エンジン1の停止中において、遮断弁31及び遮断弁39の開閉弁制御を行いつつシリンダヘッド1aを集中的に昇温することが可能となる。従って、シリンダブロック1b等の昇温が余り必要でない個所を昇温することによって蓄熱装置10に蓄えられた熱を消費することを抑制し、長期に亘ってシリンダヘッド1aの昇温が可能となる。
【0135】
また、蓄熱装置10に蓄えられた熱が効率よく使用されるため、該蓄熱装置10に蓄える熱を減量することができる。従って、蓄熱装置10を小型化することができる。更に、熱供給を行う時間を短縮することができる。
【0136】
尚、本実施の形態においては、逆止弁41に代えて感圧弁又はサーモスタット弁を用いても良い。
【0137】
ここで、感圧弁は、該感圧弁前後の圧力差が所定値以上になると開弁する。この感圧弁を使用する前提として、エンジン1の運転停止時に電動ウォータポンプ12を作動させたときの感圧弁前後の差圧が該感圧弁の開弁差圧よりも小さく、且つ、エンジン1の運転時の感圧弁前後の差圧が該感圧弁の開弁差圧よりも大きくなる必要がある。即ち、蓄熱装置10から熱が供給されているときには自動的に閉弁し、エンジン1が運転を開始すると自動的に開弁する感圧弁を使用する。
【0138】
この条件を満足するような感圧弁を使用することにより逆止弁41を使用したときと同様の効果を得ることができる。
【0139】
一方、サーモスタット弁は、所定温度以上で開弁する。このサーモスタット弁は、冷却水の温度が低いときにも完全には閉弁しないで、少量の冷却水が通過できるようにする。すると、エンジン1の停止中で蓄熱装置10から熱の供給が行われているときには、サーモスタット弁の開弁温度より低い温度の冷却水が流通するため、該サーモスタット弁は開弁せずに少量の冷却水がブロック側ウォータジャケット23bを流通する。このときに、ブロック側ウォータジャケット23bを流通する冷却水は少量のため、シリンダブロック1bに供給される熱量は抑制される。そして、エンジン1が始動されて冷却水の温度が上昇すると、サーモスタット弁を通過する冷却水の温度も上昇し、サーモスタット弁が自動的に開弁してブロック側ウォータジャケット23bを多量の冷却水が流通するようになる。このように、サーモスタット弁を使用することにより逆止弁41を使用したときと同様の効果を得ることができる。
【0140】
また、本実施の形態においては、遮断弁31に代えてサーモスタット弁を用いてもよい。このサーモスタット弁の開弁温度は、サーモスタット8の開弁温度よりも低く設定する。
<第3の実施の形態>
本実施の形態に係る蓄熱装置10を備えたエンジン1は、第1の実施の形態と比較して以下の点で相違する。
【0141】
第1の実施の形態では、遮断弁31、遮断弁38、遮断弁39は何れもCPU351からの信号により作動する電磁式の弁であった。しかし、第3の実施の形態では、遮断弁39に代えて一方向に限り冷却水を通過させることができる逆止弁42とした。
【0142】
図6に示すように、迂回路23dを流通する冷却水が通過できる方向は、シリンダヘッド1a側からヒータコア出口側通路B2側へ流通する方向である。
【0143】
また、本実施の形態においては、蓄熱装置10から該エンジン1に熱を供給するときに循環通路Cを流通する冷却水の流通方向が反対となる。即ち、エンジン1の運転中と、蓄熱装置10から熱が供給されているときとは、ウォータジャケット23を流通する冷却水の流通方向が同じである。
【0144】
ここで、循環通路Cは、蓄熱装置入口側通路C1、蓄熱装置出口側通路C2、蓄熱装置10で構成され、蓄熱装置入口側通路C1の一端は、ラジエータ入口側通路A1の途中に接続される。シリンダヘッド1aからこの接続部までの通路は、循環通路A及びBと共有される。蓄熱装置10の出口には、蓄熱装置出口側通路C2の一端が接続され、蓄熱装置出口側通路C2の他端は、ラジエータ出口側通路A2の途中に接続される。
【0145】
その他のハードウェアに関する基本構成は、第1の実施の形態と共通なので説明を割愛する。
【0146】
このように構成された蓄熱装置10を備えたエンジン1では、電動ウォータポンプ12が作動している場合には、ラジエータ入口側通路A1を流通する冷却水の一部は、蓄熱装置入口側通路C1に流入する。蓄熱装置入口側通路C1に流入した冷却水は、当該蓄熱装置入口側通路C1を流通して電動ウォータポンプ12に到達する。電動ウォータポンプ12は、ECU22からの信号により作動して、所定の圧力で冷却水を吐出する。
【0147】
その後、冷却水は所定の圧力で吐出され、蓄熱装置入口側通路C1を流通して逆止弁11を通過し、蓄熱装置10に到達する。
【0148】
そして、蓄熱装置10から流出した冷却水は、逆止弁11を通過し、蓄熱装置出口側通路C2を流通してヒータコア出口側通路B2に流入する。
【0149】
ここで、エンジン1が運転中には、図6の矢印方向に冷却水が流通するのでヘッド側ウォータジャケット23a、連通路23c、ブロック側ウォータジャケット23b、迂回路23dに冷却水が循環する。この場合には、迂回路23dを流通する冷却水は、逆止弁42を通過することができる。
【0150】
図7は、エンジン1が停止しているときに冷却水を循環させて熱を供給する場合の冷却水が流通する方向を示す図である。冷却水は、矢印方向に流通する。
【0151】
ヒータコア出口側通路B2を流通する冷却水は、逆止弁42が許容する方向とは反対の方向から該逆止弁42に到達するため該逆止弁42を通過することはできない。ヒータコア出口側通路B2からシリンダブロック1bに流入した冷却水は、ヘッド側ウォータジャケット23aを流通してシリンダヘッド1aへ熱を供給する。ここで、遮断弁38は閉弁されているために、冷却水がブロック側ウォータジャケット23bを流通することはない。
【0152】
シリンダヘッド1aで熱を供給した冷却水は、ラジエータ入口側通路A1を流通して電動ウォータポンプ12へ到達する。ここで、遮断弁31は閉弁されているために、冷却水がヒータコア13を通過して温度が低下することはない。また、サーモスタット8は、閉弁しているため冷却水がラジエータ9を通過して温度が低下することもない。
【0153】
ここで、本実施の形態においては、第1の実施の形態に係る図4のフローチャート中のステップS102に対応する制御で、遮断弁31及び遮断弁38の閉弁が行われる。そして、ステップS113の制御は行わなくて良い。
【0154】
このように、第1の実施の形態に係る蓄熱装置10を備えたエンジン1よりも制御しなくてはならない遮断弁の数が少ないので制御の簡略化及び装置の簡略化を行うことができる。
【0155】
このようにして、エンジン1の停止中において、遮断弁31及び遮断弁38の開閉弁制御を行いつつシリンダヘッド1aを集中的に昇温することが可能となる。従って、シリンダブロック1b等の昇温が余り必要でない個所を昇温することによって蓄熱装置10に蓄えられた熱を消費することを抑制し、長期に亘ってシリンダヘッド1aの昇温が可能となる。
【0156】
また、蓄熱装置10に蓄えられた熱が効率よく使用されるため、該蓄熱装置10に蓄える熱を減量することができる。従って、蓄熱装置10を小型化することができる。更に、熱供給を行う時間を短縮することができる。
【0157】
尚、本実施の形態においては、第2の実施の形態と同様に、逆止弁42に代えて感圧弁又はサーモスタット弁を用いても良い。
【0158】
また、本実施の形態においては、遮断弁31に代えてサーモスタット弁を用いてもよい。このサーモスタット弁の開弁温度は、サーモスタット8の開弁温度よりも低く設定する。
<第4の実施の形態>
本実施の形態に係る蓄熱装置10を備えたエンジン1は、第1の実施の形態と比較して以下の点で相違する。
【0159】
第1の実施の形態では、循環通路C及び循環通路Dは、一部共有個所が存在したが、夫々独立した通路も存在していた。しかし、第4の実施の形態では、循環通路C及び循環通路Dは、総て共有通路とした。即ち、第1の実施の形態に係る循環通路Cが循環通路Dの機能を兼ね備える。
【0160】
このように構成された蓄熱装置10を備えたエンジン1では、エンジン1が運転中には、ヘッド側ウォータジャケット23a、連通路23c、ブロック側ウォータジャケット23b、蓄熱装置10に冷却水が循環する。
【0161】
ここで、図8は、冷却水の流通方向を示す図である。エンジン1が運転中には、図8の矢印方向に冷却水が流通する。
【0162】
一方、図9は、エンジン1が停止しているときに冷却水を循環させて熱を供給する場合の冷却水流通方向を示す図である。図9の矢印方向に冷却水が流通する。このときには、遮断弁31は閉弁されているため、ヒータコア13に冷却水が循環することはない。また、サーモスタット8は閉弁しているため冷却水がラジエータ9に循環することもない。更に、遮断弁38も閉弁されているためブロック側ウォータジャケット23bに冷却水が循環することもない。
【0163】
その他のハードウェアに関する基本構成は、第1の実施の形態と共通なので説明を割愛する。
【0164】
ここで、本実施の形態においては、第1の実施の形態に係る図4のフローチャート中のステップS102に対応する制御で、遮断弁31及び遮断弁38の閉弁が行われる。そして、ステップS113の制御は行わなくて良い。
【0165】
このように、第1の実施の形態に係る蓄熱装置10を備えたエンジン1よりも制御しなくてはならない遮断弁の数が少ないので制御の簡略化及び装置の簡略化を行うことができる。
【0166】
このようにして、エンジン1の停止中において、遮断弁31及び遮断弁38の開閉弁制御を行いつつシリンダヘッド1aを集中的に昇温することが可能となる。従って、シリンダブロック1b等の昇温が余り必要でない個所を昇温することによって蓄熱装置10に蓄えられた熱を消費することを抑制し、長期に亘ってシリンダヘッド1aの昇温が可能となる。また、循環通路C及び循環通路Dを共通化できるので、装置の簡略化が可能となる。
【0167】
また、蓄熱装置10に蓄えられた熱が効率よく使用されるため、該蓄熱装置10に蓄える熱を減量することができる。従って、蓄熱装置10を小型化することができる。更に、熱供給を行う時間を短縮することができる。
【0168】
尚、本実施の形態においては、遮断弁31に代えてサーモスタット弁を用いてもよい。このサーモスタット弁の開弁温度は、サーモスタット8の開弁温度よりも低く設定する。
<第5の実施の形態>
図10は、本実施の形態に係る蓄熱装置10を備えたエンジン1と熱媒体である冷却水が循環する冷却水循環通路A、B、C、Dの概略構成を示す図である。循環通路に示された矢印は、エンジン1が運転されているときの冷却水の流通方向である。
【0169】
本実施の形態に係る蓄熱装置10を備えたエンジン1は、第1の実施の形態と比較して以下の点で相違する。
【0170】
即ち、本実施の形態に係る蓄熱装置10を備えたエンジン1では、シリンダヘッド1aと蓄熱装置入口側通路C1とを連通する連通路C0を備えている。連通路C0の途中にはECU22からの信号により開閉する遮断弁40が介在する。遮断弁40は、蓄熱装置10からエンジン1に熱が供給されるときには開弁され、エンジンの運転中は閉弁される。また、エンジン1内部で、ヘッド側ウォータジャケット23aとブロック側ウォータジャケット23bとを連通する総ての連通路23cに逆止弁41が設けられている。この逆止弁41は、冷却水がシリンダブロック1b側からシリンダヘッド1a側へ流通することを許容するものである。
【0171】
その他のハードウェアに関する基本構成は、第1の実施の形態と共通なので説明を割愛する。
【0172】
このように構成された循環通路では、エンジン1の運転中は、遮断弁40が閉弁されて第1の実施の形態と同様の冷却水の循環が行われる。
【0173】
図11は、エンジン1の停止中に蓄熱装置10からエンジン1に熱が供給されるときに、冷却水が循環する通路とその流通方向を示した図である。蓄熱装置10からエンジンに熱が供給されているときのヘッド側ウォータジャケット23aにおける冷却水流通方向は、エンジン1運転時の冷却水流通方向とは反対となっている。
【0174】
ここで、エンジンプレヒート制御実行中には、遮断弁31、遮断弁39はECU22により閉弁され、遮断弁40はECU22により開弁されている。
【0175】
電動ウォータポンプ12は、ECU22からの信号により作動して、所定の圧力で冷却水を吐出する。吐出された冷却水は、蓄熱装置入口側通路C1を流通して逆止弁11を通過し、蓄熱装置10に到達する。このときに蓄熱装置10に流入する冷却水は、エンジン1の停止中に温度が低下した冷却水である。
【0176】
蓄熱装置10の内部に貯留された冷却水は、冷却水注出管10dを介して蓄熱装置10から流出する。このときに蓄熱装置10から流出する冷却水は、エンジン1の運転中に蓄熱装置10に流入し、当該蓄熱装置10により保温された温度の高い冷却水である。蓄熱装置10から流出した冷却水は、逆止弁11を通過し、蓄熱装置出口側通路C2を流通してシリンダヘッド1aに流入する。ここで、エンジン1の停止中には、ECU22からの信号により遮断弁31は閉弁されるため、ヒータコア13には冷却水が循環することはない。また、冷却水温度がサーモスタット8の開弁温度よりも高いときには、蓄熱装置10からエンジン1へ熱の供給を行う必要が無い。即ち、エンジン1の停止中に冷却水の循環が行われるのは、サーモスタット8が閉弁しているときに限られる。従って、ヒータコア13及びラジエータ9に冷却水が循環して熱の移動が行われることにより冷却水の温度が低下することはない。
【0177】
シリンダヘッド1aに流入した冷却水は、ヘッド側ウォータジャケット23aを流通する。ヘッド側ウォータジャケット23aでは、シリンダヘッド1aと冷却水との間で熱の移動が行われる。冷却水が持つ熱の一部は、シリンダヘッド1aの内部を伝わりシリンダヘッド1a全体の温度が上昇する。また、その分熱を失った冷却水の温度は低下する。ここで、逆止弁41はヘッド側ウォータジャケット23aからブロック側ウォータジャケット23bに冷却水が流通することを許容しないので、ブロック側ウォータジャケット23bに冷却水が循環することはない。従って、シリンダブロック1bにおいて熱の移動が行われることにより冷却水の温度が低下することはない。
【0178】
また、エンジン1の停止中には、ECU22からの信号により遮断弁39は閉弁されているため、迂回路23dに冷却水が循環することはない。従って、ヘッド側ウォータジャケット23aで熱の移動を行わずに蓄熱装置10に戻る冷却水はなくなる。
【0179】
このようにして、ヘッド側ウォータジャケット23aで熱の移動が行われて温度が低下した冷却水は、シリンダヘッド1aから流出し、連通路C0に流入する。連通路C0に介在する遮断弁40は開弁されているため、冷却水は該遮断弁40を通過して蓄熱装置入口側通路C1に流入する。蓄熱装置入口側通路C1を流通した冷却水は、電動ウォータポンプ12に到達する。
【0180】
このように、エンジン1の停止中において電動ウォータポンプ12を作動させることによりシリンダヘッド1aの温度を上昇させることができる。
【0181】
ここで、本実施の形態において、第1の実施の形態に係る図4のフローチャート中のステップS102に対応する制御では、遮断弁31及び遮断弁39の閉弁が行われ、更に、遮断弁40の開弁が行われる。そして、ステップS113に対応する制御において遮断弁39の開弁が行われ、更に、遮断弁40の閉弁が行われる。尚、ステップS117及びステップS118の制御は行わなくて良い。
【0182】
このように、蓄熱装置10から熱の供給が行われているときに、遮断弁31、遮断弁39、遮断弁40の開閉弁制御を行いつつ、シリンダヘッド1aを集中的に昇温することが可能となる。従って、シリンダブロック1bに熱を供給することによって蓄熱装置10に蓄えられた熱を消費することを抑制し、長期に亘ってシリンダヘッド1aの昇温が可能となる。
【0183】
また、蓄熱装置10に蓄えられた熱が効率よく使用されるため、該蓄熱装置10に蓄える熱を減量することができる。従って、蓄熱装置10を小型化することができる。更に、熱供給を行う時間を短縮することができる。
【0184】
尚、本実施の形態においては、逆止弁41に代えて電磁式の遮断弁、感圧弁又はサーモスタット弁を用いても良い。
【0185】
また、本実施の形態においては、遮断弁39に代えて前記感圧弁又は前記サーモスタット弁を用いても良い。
【0186】
更に、本実施の形態においては、遮断弁31に代えてサーモスタット弁を用いてもよい。このサーモスタット弁の開弁温度は、サーモスタット8の開弁温度よりも低く設定する。
【0187】
【発明の効果】
本発明に係る蓄熱装置を備えた内燃機関では、内燃機関の始動が何等かの要因で延期されたとしても、熱の供給が必要な個所に集中的に熱を供給することにより長期に亘り当該内燃機関の温度が低下してしまうことを抑制できる。
【0188】
このように、本発明によれば温度が高い状態で内燃機関の運転を開始することができるので、排気エミッションの悪化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施の形態に係る内燃機関の蓄熱装置を適用するエンジンとその冷却水が循環する冷却水通路とを併せ示す概略構成図である。
【図2】 ECUの内部構成を示すブロック図である。
【図3】 第1の実施の形態に係るエンジンプレヒート制御中の冷却水循環方向を示す図である。
【図4】 第1の実施の形態に係るエンジンプレヒート制御のフローを表すフローチャート図である。
【図5】 第2の実施の形態に係る内燃機関の蓄熱装置を適用するエンジンとその冷却水が循環する冷却水通路とを併せ示す概略構成図である。
【図6】 第3の実施の形態に係る内燃機関の蓄熱装置を適用するエンジンとその冷却水が循環する冷却水通路とを併せ示す概略構成図である。
【図7】 第3の実施の形態に係るエンジンプレヒート制御中の冷却水循環方向を示す図である。
【図8】 第4の実施の形態に係る内燃機関の蓄熱装置を適用するエンジンとその冷却水が循環する冷却水通路とを併せ示す概略構成図である。
【図9】 第4の実施の形態に係るエンジンプレヒート制御中の冷却水循環方向を示す図である。
【図10】 第5の実施の形態に係る内燃機関の蓄熱装置を適用するエンジンとその冷却水が循環する冷却水通路とを併せ示す概略構成図である。
【図11】 第5の実施の形態に係るエンジンプレヒート制御中の冷却水循環方向を示す図である。
【符号の説明】
1・・・・エンジン
1a・・・シリンダヘッド
1b・・・シリンダブロック
1c・・・オイルパン
6・・・・ウォータポンプ
8・・・・サーモスタット
9・・・・ラジエータ
10・・・蓄熱装置
10a・・外側容器
10b・・内側容器
10c・・冷却水注入管
10d・・冷却水注出管
11・・・逆止弁
12・・・電動ウォータポンプ
13・・・ヒータコア
22・・・ECU
23・・・ウォータジャケット
23a・・ヘッド側ウォータジャケット
23b・・ブロック側ウォータジャケット
23c・・連通路
23d・・迂回路
27・・・クランクポジションセンサ
28・・・蓄熱装置内冷却水温度センサ
29・・・エンジン内冷却水温度センサ
30・・・バッテリー
31・・・遮断弁
38・・・遮断弁
39・・・遮断弁
40・・・遮断弁
41・・・逆止弁
42・・・逆止弁
A・・・・循環通路
A1・・・ラジエータ入口側通路
A2・・・ラジエータ出口側通路
B・・・・循環通路
B1・・・ヒータコア入口側通路
B2・・・ヒータコア出口側通路
C・・・・循環通路
C0・・・連通路
C1・・・蓄熱装置入口側通路
C2・・・蓄熱装置出口側通路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an internal combustion engine provided with a heat storage device.
[0002]
[Prior art]
In general, when an internal combustion engine is operated in a state where the temperature around the combustion chamber does not reach a predetermined temperature, deterioration of the atomization of the fuel supplied to the combustion chamber and extinguishing of the flame near the wall occur, resulting in exhaust emission. Getting worse.
[0003]
Therefore, an internal combustion engine having a heat storage device that stores heat generated during operation of the internal combustion engine and supplies the stored heat to the internal combustion engine while the engine is stopped or when the engine is started to increase the temperature of the internal combustion engine is known. It has been. However, since the amount of heat stored in the heat storage device is limited, a technique for efficiently using the limited amount of heat is disclosed.
[0004]
For example, in JP-A-6-185359, a first cooling water passage for introducing cooling water into a cylinder block, and a second cooling water introduced into the cylinder head independently of the cylinder block and connected to a heat storage device. And a cooling water channel.
[0005]
In the heat storage device for an internal combustion engine thus configured, when the internal combustion engine is in a cold state, heat released from the heat storage device is intensively introduced into the cylinder head through the second cooling water channel. Thus, it becomes possible to efficiently use limited heat by intensively introducing the heat stored in the heat storage device into the cylinder head. As a result, the emission performance and fuel efficiency are improved.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the cooling water passages provided in the cylinder head and the cylinder block communicate with each other, there is a possibility that the cooling water introduced into the cylinder head also flows through the cylinder block. Further, since the cooling water passage communicates with a radiator, a heater core and the like provided outside the internal combustion engine, there is a possibility that the cooling water circulates in such a device. When the cooling water flows through such a place where the supply of heat is not necessary, the temperature of the cooling water is unnecessarily lowered, and the amount of heat stored in the heat storage device is increased. When trying to increase the capacity of the heat storage device in order to solve this problem, a very large device is required and it is difficult to mount on the vehicle, or even if it can be mounted, the fuel consumption deteriorates due to the increase in mass There is a risk of deteriorating performance.
[0007]
By the way, in order to start the internal combustion engine in a warmed state, it is necessary to raise the temperature of the internal combustion engine before starting the internal combustion engine. However, it is difficult to accurately grasp the start timing of the internal combustion engine. Therefore, if the start is delayed for some reason, it is necessary to supply heat to the internal combustion engine for a long period of time. Since the heat that can be stored in the heat storage device is limited, in order to supply heat over a long period of time, it is necessary to efficiently supply the heat stored in the heat storage device.
[0008]
The present invention has been made to solve the above problems, and provides a technique capable of supplying heat to an internal combustion engine for a long time even when the internal combustion engine is stopped. The purpose is to prevent the deterioration of exhaust emissions.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the internal combustion engine provided with the heat storage device of the present invention employs the following means. That is, the first invention according to the present application is:
An internal combustion engine comprising an engine body having a cylinder head and a cylinder block and a heat storage device for storing heat,
A circulation system for circulating the heat medium;
A head portion passage for allowing a heat medium to flow through the cylinder head;
A block section passage for circulating a heat medium in the cylinder block;
A communication passage communicating the head portion passage and the block portion passage;
Heat supply means for supplying heat stored in the heat storage device to the internal combustion engine via a heat medium circulating in the circulation system;
Suppression means for suppressing heat medium from flowing through the communication passage when heat is supplied by the heat supply means or when the internal combustion engine is in a cold state;
It is characterized by comprising.
[0010]
In the internal combustion engine including the heat storage device configured as described above, heat generated during operation of the internal combustion engine is stored by the heat storage device even after the operation of the internal combustion engine is stopped. The heat stored by the heat storage device circulates in the circulation system through the heat medium. After the heat medium reaches the internal combustion engine, it passes through a block portion passage, a communication passage, and a head portion passage set inside the internal combustion engine. At this time, the heat medium supplies heat to the internal combustion engine.
[0011]
In this way, the heat storage device loses heat by supplying heat to the internal combustion engine. Further, the internal combustion engine is supplied with heat, and the temperature rises even before the internal combustion engine is started.
[0012]
The said suppression means suppresses the distribution | circulation of the heat medium which is going to pass a communicating path. And it suppresses that a heat medium distribute | circulates to the location which does not need heat supply inside an internal combustion engine. For example, in order to suppress the deterioration of the exhaust emission, it is effective to mainly heat the cylinder head portion. Therefore, the heat medium may not be circulated in the block portion passage. In this way, by limiting unnecessary heat consumption, limited heat stored in the heat storage device can be supplied to the internal combustion engine over a long period of time. Furthermore, it is possible to reduce the size of the heat storage device, and it is possible to shorten the time for supplying heat.
[0013]
The suppression means may completely block the circulation of the heat medium, or may be a throttle or the like that allows the heat medium to circulate to some extent. In addition, the suppression means may have a valve mechanism or the like that can adjust the flow rate of the heat medium, or may be a thermostat valve that automatically opens and closes based on the temperature of the heat medium. . Furthermore, the suppression means may be an electromagnetic valve capable of performing opening / closing control from the outside of the internal combustion engine.
[0014]
The suppression means can eliminate the suppression of the circulation of the heat medium when the internal combustion engine starts operation. Conditions for this cancellation may be before or after starting the internal combustion engine, for example, when a predetermined time has elapsed since the engine was started, or when the heat medium has reached a predetermined temperature.
[0015]
In order to solve the above problems, the second invention according to the present application is:
An internal combustion engine comprising an engine body having a cylinder head and a cylinder block and a heat storage device for storing heat,
A circulation system for circulating the heat medium;
A head portion passage for allowing a heat medium to flow through the cylinder head;
A block section passage for circulating a heat medium in the cylinder block;
A communication passage communicating the head portion passage and the block portion passage;
Heat supply means for supplying heat stored in the heat storage device to the internal combustion engine via a heat medium circulating in the circulation system;
A flow direction restriction means for restricting the flow direction of the heat medium in the communication path;
It is characterized by comprising.
[0016]
In the internal combustion engine including the heat storage device configured as described above, heat generated during operation of the internal combustion engine is stored by the heat storage device even after the operation of the internal combustion engine is stopped. The heat stored by the heat storage device circulates in the circulation system through the heat medium. After the heat medium reaches the internal combustion engine, it passes through a block portion passage, a communication passage, and a head portion passage set inside the internal combustion engine. At this time, the heat medium supplies heat to the internal combustion engine.
[0017]
In this way, the heat storage device loses heat by supplying heat to the internal combustion engine. Further, the internal combustion engine is supplied with heat, and the temperature rises even before the internal combustion engine is started.
[0018]
The flow direction restriction means restricts the flow direction of the heat medium that is about to pass through the communication path, and suppresses the heat medium from flowing to an unnecessary portion of the heat supply inside the internal combustion engine. In this way, by limiting unnecessary heat consumption, limited heat stored in the heat storage device can be supplied to the internal combustion engine over a long period of time. Furthermore, it is possible to reduce the size of the heat storage device, and it is possible to shorten the time for supplying heat.
[0019]
The flow direction limiting means suppresses the heat medium from flowing from a place where heat supply is required to a place where heat supply is not required inside the internal combustion engine, but conversely, heat supply is required from a place where heat supply is not required. It does not prevent the heat medium from flowing to the location. This is particularly effective when the flow direction of the heat medium is opposite between when heat is supplied from the heat storage device and when the internal combustion engine is operated.
[0020]
The flow direction limiting means may completely block the flow of the heat medium in one direction, or may allow the heat medium to flow to some extent. Further, the circulation amount of the heat medium may be adjusted.
[0021]
The flow direction limiting means can eliminate the suppression of the flow of the heat medium when the internal combustion engine starts operation. This cancellation may be performed before or after the internal combustion engine is started, or may be made conditional on, for example, when a predetermined time has elapsed since the engine was started, or when the heat medium has reached a predetermined temperature.
[0022]
In a second aspect of the invention, the internal combustion engine includes a cylinder head and a cylinder block, and the flow direction restricting means may suppress the flow of the heat medium from the cylinder head side to the cylinder block side.
[0023]
According to the internal combustion engine including the heat storage device configured as described above, when heat is supplied from the heat storage device, the heat medium flows from the cylinder head to the cylinder block, and unnecessary heat is generated in the cylinder block. Can be suppressed.
[0024]
In order to solve the above problems, the third invention according to the present application is
An internal combustion engine equipped with a heat storage device for storing heat,
A circulation system for circulating the heat medium;
Heat supply means for supplying heat stored in the heat storage device to the internal combustion engine via a heat medium circulating in the circulation system;
A heat exchanger that lowers the temperature of the heat medium by transferring heat;
Communication suppression means for suppressing circulation of the heat medium to the heat exchanger when heat is supplied by the heat supply means or when the internal combustion engine is in a cold state;
It is characterized by comprising.
[0025]
In the internal combustion engine including the heat storage device configured as described above, heat generated during operation of the internal combustion engine is stored by the heat storage device even after the operation of the internal combustion engine is stopped. The heat stored by the heat storage device circulates in the circulation system through the heat medium. After the heat medium reaches the internal combustion engine, it passes through a block portion passage, a communication passage, and a head portion passage set inside the internal combustion engine. At this time, the heat medium supplies heat to the internal combustion engine.
[0026]
The heat exchanger is connected to the internal combustion engine via a circulation system. The internal combustion engine whose temperature has increased during operation releases heat to the heat medium. The heat medium supplied with heat passes through the circulation system and reaches the heat exchanger. In the heat exchanger, heat of the heat medium is released, and the heat medium can be supplied with heat again.
[0027]
However, if the heat medium passes through the heat exchanger while heat is supplied from the heat storage device to the internal combustion engine, the heat stored in the heat storage device is released from the heat exchanger. Since the amount of heat stored in the heat storage device is limited, when heat is released from the heat exchanger, the amount of heat that can be supplied to a place where heat supply is required is reduced. In particular, if the period from the start of the supply of heat to the start of the internal combustion engine becomes longer for some reason, the supply of heat may be repeated, so that heat is released from the heat exchanger each time. Heat is reduced. Then, the period during which heat can be supplied to the internal combustion engine is shortened.
[0028]
Therefore, the communication suppressing means suppresses the heat medium from flowing through the circulation system between the internal combustion engine and the heat exchanger. The communication suppression means may completely block the flow of the heat medium, or may be a throttle or the like that allows the heat medium to flow to some extent. Moreover, the valve mechanism etc. which can adjust the distribution | circulation amount of a heat medium may be sufficient.
[0029]
The communication suppressing means can eliminate the suppression of the flow of the heat medium when the internal combustion engine starts operation. Conditions for this cancellation may be before or after starting the internal combustion engine, for example, when a predetermined time has elapsed since the engine was started, or when the heat medium has reached a predetermined temperature.
[0030]
In the present invention, the heat exchanger may be a heater for heating.
[0031]
In order to solve the above problems, the fourth invention according to the present application is
An internal combustion engine equipped with a heat storage device for storing heat,
A circulation system for circulating the heat medium;
Heat supply means for supplying heat stored in the heat storage device to the internal combustion engine via a heat medium circulating in the circulation system;
A detour that communicates the inlet side of the circulation system to the internal combustion engine and the outlet side from the engine;
Temperature adjusting means for reintroducing the heat medium that has circulated through the internal combustion engine when the internal combustion engine is in a cold state into the internal combustion engine via a bypass;
When heat is supplied from the heat storage device, communication suppression means for suppressing the circulation of the heat medium to the bypass,
It is characterized by comprising.
[0032]
In the internal combustion engine including the heat storage device configured as described above, heat generated during operation of the internal combustion engine is stored by the heat storage device even after the operation of the internal combustion engine is stopped. The heat stored by the heat storage device circulates in the circulation system through the heat medium. After the heat medium reaches the internal combustion engine, it passes through a block portion passage, a communication passage, and a head portion passage set inside the internal combustion engine. At this time, the heat medium supplies heat to the internal combustion engine.
[0033]
In the circulation system, the detour communicates an inlet side where the heat medium flows into the internal combustion engine and an outlet side where the heat medium flows out from the internal combustion engine. When the temperature of the internal combustion engine is low immediately after starting the internal combustion engine, it is important to raise the temperature of the internal combustion engine at an early stage because exhaust emission may be deteriorated. Therefore, when the internal combustion engine is in a cold state, the temperature adjusting means circulates the heat medium through the bypass in the internal combustion engine so that the heat released from the internal combustion engine is not released by a heat exchanger or the like. In this way, the temperature of the internal combustion engine can be increased quickly.
[0034]
However, if a part of the heat medium circulates in the bypass when heat is supplied from the heat storage device to the internal combustion engine, the heat of the heat medium flowing through the bypass is not supplied to the internal combustion engine. . This reduces the amount of heat supplied to the internal combustion engine. In such a state, even if heat is supplied from the heat storage device, the effect is reduced.
[0035]
The communication suppressing means can suppress the circulation of the heat medium in the bypass and increase the effect when heat is supplied. The communication suppression means may completely block the flow of the heat medium, or may be a throttle or the like that allows the heat medium to flow to some extent. Moreover, the valve mechanism etc. which can adjust the distribution | circulation amount of a heat medium may be sufficient.
[0036]
The communication suppressing means can eliminate the suppression of the flow of the heat medium when the internal combustion engine starts operation. The condition for canceling this may be before or after starting the internal combustion engine, for example, when a predetermined time has elapsed since the engine was started, or when the heat medium has reached a predetermined temperature.
[0037]
In 3rd or 4th invention, the said communication suppression means may be a thermostat valve which opens when it becomes more than predetermined temperature.
[0038]
In the third or fourth aspect of the present invention, the communication suppression unit may be a pressure-sensitive valve that opens according to a pressure difference between the heat medium before and after the communication suppression unit.
[0039]
In the third or fourth invention, the communication suppressing means may be a one-way valve that opens when pressure is applied in a predetermined direction.
[0040]
In the third or fourth invention, the communication suppression means may be an electromagnetic on-off valve.
[0041]
In order to solve the above problems, the sixth invention according to the present application is
An internal combustion engine equipped with a heat storage device for storing heat,
A circulation system for circulating the heat medium;
Heat supply means for supplying heat stored in the heat storage device to the internal combustion engine via a heat medium circulating in the circulation system;
A detour that communicates the inlet side of the circulation system to the internal combustion engine and the outlet side from the engine;
Temperature adjusting means for reintroducing the heat medium that has circulated through the internal combustion engine when the internal combustion engine is in a cold state into the internal combustion engine via a bypass;
Comprising
The heat storage device is interposed in the bypass.
[0042]
In the internal combustion engine including the heat storage device configured as described above, heat generated during operation of the internal combustion engine is stored by the heat storage device even after the operation of the internal combustion engine is stopped. The heat stored by the heat storage device circulates in the circulation system through the heat medium. After the heat medium reaches the internal combustion engine, it passes through a block portion passage, a communication passage, and a head portion passage set inside the internal combustion engine. At this time, the heat medium supplies heat to the internal combustion engine.
[0043]
In the circulation system, the detour communicates an inlet side where the heat medium flows into the internal combustion engine and an outlet side where the heat medium flows out from the internal combustion engine. When the temperature of the internal combustion engine is low immediately after starting the internal combustion engine, it is important to raise the temperature of the internal combustion engine at an early stage because exhaust emission may be deteriorated. Therefore, a bypass is provided to prevent the heat released from the internal combustion engine from being released by a heat exchanger or the like, and the internal combustion engine is circulated through the bypass until the temperature of the heat medium rises to a predetermined temperature. In this way, the temperature of the internal combustion engine can be increased quickly.
[0044]
In the present invention, when the heat storage device supplies heat to the internal combustion engine, a circulation system that circulates the heat medium, and a bypass that bypasses the heat medium when the temperature of the heat medium is low during operation of the internal combustion engine Is a common path.
[0045]
In the sixth aspect of the invention, heat can be supplied to the internal combustion engine while the internal combustion engine is stopped and operating. In addition, the apparatus can be simplified.
[0046]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, specific embodiments of a heat storage device for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the case where the heat storage device for an internal combustion engine according to the present invention is applied to a direct injection gasoline engine for driving a vehicle will be described as an example.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an
[0047]
The
[0048]
The outer shell of the
[0049]
The
[0050]
The passages for circulating the coolant in the
[0051]
The circulation path A mainly has a function of lowering the temperature of the cooling water by releasing the heat of the cooling water from the
[0052]
The circulation passage A includes a radiator inlet-side passage A1, a radiator outlet-side passage A2, a
[0053]
One end of the radiator outlet side passage A2 is connected to the outlet of the
[0054]
The water jacket 23 is classified into a head-
[0055]
The circulation passage B mainly has a function of raising the vehicle interior atmosphere temperature by releasing heat of the cooling water from the
[0056]
The circulation passage B includes a heater core inlet side passage B1, a heater core outlet side passage B2, a
[0057]
The circulation passage C mainly has a function of accumulating heat of the cooling water and releasing the stored heat to warm the
[0058]
The circulation passage C includes a heat storage device inlet-side passage C1, a heat storage device outlet-side passage C2, the
[0059]
The circulation passage D mainly has a function of circulating the cooling water until the cooling water temperature rises when the cooling water temperature is low. The circulation path D is composed of a water jacket 23 and a
[0060]
In the circulation passage configured as described above, in the circulation passage A, when the rotational torque of the crankshaft (not shown) is transmitted to the input shaft of the
[0061]
The cooling water discharged from the
[0062]
The cooling water flowing out to the radiator inlet side passage A1 flows into the
[0063]
The cooling water flowing out of the
[0064]
When the
[0065]
In this way, the
[0066]
On the other hand, a part of the cooling water flowing through the radiator inlet side passage A1 flows into the heater core inlet side passage B1.
[0067]
The cooling water flowing into the heater core inlet side passage B1 flows through the heater core inlet side passage B1 and reaches the shut-off
[0068]
The
[0069]
In this way, the cooling water whose temperature has been lowered by the
[0070]
By the way, when the cooling water temperature is lower than the predetermined temperature, it is necessary to raise the temperature at an early stage. In such a case, when the cooling water circulates in the
[0071]
Thus, the cooling water can be circulated only in the circulation passage D when the temperature of the cooling water is low. The cooling water flowing through the circulation passage D is supplied with heat from the
[0072]
Thus, when the temperature of the cooling water is low, the cooling water circulates in the circulation passage D, and when the temperature of the cooling water becomes high, the cooling water is circulated through the circulation passage A, so the temperature of the cooling water is kept substantially constant. be able to.
[0073]
The
[0074]
Various sensors such as a crank
[0075]
The
[0076]
Here, as shown in FIG. 2, the
[0077]
The
[0078]
The
[0079]
The
[0080]
The
[0081]
The
[0082]
The
[0083]
The
[0084]
Next, the outline of temperature increase control (hereinafter referred to as “engine preheat control”) of the
[0085]
During operation of the
[0086]
A part of the cooling water flowing through the heater core outlet side passage B2 flows into the heat storage device inlet side passage C1. The cooling water that has flowed into the heat storage device inlet-side passage C <b> 1 flows through the heat storage device inlet-side passage C <b> 1 and reaches the
[0087]
The cooling water discharged from the
[0088]
The
[0089]
The cooling water that has flowed into the
[0090]
Thus, the cooling water heated by the
[0091]
The
[0092]
FIG. 3 is a diagram showing a passage through which the cooling water circulates and a flow direction thereof when heat is supplied from the
[0093]
Here, during the execution of the engine preheat control, the
[0094]
The
[0095]
The cooling water stored in the
[0096]
The cooling water that has flowed into the
[0097]
Further, since the
[0098]
In this way, the cooling water whose temperature has been lowered due to the movement of heat in the head-
[0099]
As described above, the
[0100]
By the way, in the system applied in the present embodiment, that is, the system in which the heat exchange between the
[0101]
Therefore, in the present embodiment, when the heat is supplied, the
[0102]
Next, a control flow when performing such engine preheat control will be described.
[0103]
FIG. 4 is a flowchart showing the flow of engine preheat control.
[0104]
In step S101, when a trigger signal is input to the
[0105]
In step S102, the
[0106]
In step S103, it is determined whether an execution condition for engine preheat control is satisfied. Here, the element used for the determination is an output signal of the engine
[0107]
Here, when the temperature in the water jacket 23 is higher than a predetermined temperature (for example, 45 ° C.), the effect is small even if the cooling water is circulated, and the temperature of the
[0108]
In step S <b> 104, the
[0109]
In step S105, the
[0110]
In step S <b> 106, the
[0111]
In step S107, the
[0112]
In step S108, the
[0113]
In step S109, the
[0114]
In step S110, the
[0115]
In step S <b> 111, the
[0116]
In step S112, it is determined whether or not an execution condition for again raising the temperature of the
[0117]
Here, when it is determined that any one of the two conditions is not satisfied, the effect is small even if the cooling water is circulated. Further, when the
[0118]
In step S113, the
[0119]
In step S114, it is determined whether or not a heater blower switch (not shown) is turned on. At this time, since the shut-off
[0120]
In step S115, it is determined whether or not the coolant temperature Tw in the water jacket 23 is higher than a predetermined temperature. Based on the output signal of the engine
[0121]
In step S116, the
[0122]
In step S117, it is determined whether or not the cooling water temperature in the water jacket 23 is higher than a predetermined temperature. Based on the output signal of the engine
[0123]
In step S118, the
[0124]
And engine preheat control is complete | finished and normal driving | operation control is performed.
[0125]
As described above, according to the present embodiment, the temperature of the
[0126]
Moreover, since the heat stored in the
<Second Embodiment>
The
[0127]
In the first embodiment, the shut-off
[0128]
As shown in FIG. 5, the direction in which the cooling water can pass is from the
[0129]
In the
[0130]
On the other hand, when the cooling water is circulated and the heat is supplied to the
[0131]
Since the basic configuration regarding other hardware is the same as that of the first embodiment, a description thereof will be omitted.
[0132]
Here, in the present embodiment, the
[0133]
Thus, since the number of shut-off valves that must be controlled is smaller than that of the
[0134]
In this way, it is possible to intensively raise the temperature of the
[0135]
Moreover, since the heat stored in the
[0136]
In the present embodiment, a pressure sensitive valve or a thermostat valve may be used instead of the
[0137]
Here, the pressure sensitive valve opens when the pressure difference before and after the pressure sensitive valve becomes a predetermined value or more. As a premise for using this pressure sensitive valve, the differential pressure before and after the pressure sensitive valve when the
[0138]
By using a pressure sensitive valve that satisfies this condition, the same effect as when the
[0139]
On the other hand, the thermostat valve opens at a predetermined temperature or higher. This thermostat valve does not close completely even when the temperature of the cooling water is low, but allows a small amount of cooling water to pass through. Then, when the heat is supplied from the
[0140]
In the present embodiment, a thermostat valve may be used instead of the
<Third Embodiment>
The
[0141]
In the first embodiment, the shut-off
[0142]
As shown in FIG. 6, the direction in which the cooling water flowing through the
[0143]
In the present embodiment, the flow direction of the cooling water flowing through the circulation passage C is reversed when heat is supplied from the
[0144]
Here, the circulation passage C includes a heat storage device inlet-side passage C1, a heat storage device outlet-side passage C2, and a
[0145]
Since the basic configuration regarding other hardware is the same as that of the first embodiment, a description thereof will be omitted.
[0146]
In the
[0147]
Thereafter, the cooling water is discharged at a predetermined pressure, flows through the heat storage device inlet side passage C <b> 1, passes through the
[0148]
And the cooling water which flowed out from the
[0149]
Here, while the
[0150]
FIG. 7 is a diagram illustrating a direction in which the cooling water flows when the cooling water is circulated and heat is supplied when the
[0151]
Since the cooling water flowing through the heater core outlet side passage B2 reaches the
[0152]
The cooling water supplied with heat by the
[0153]
Here, in the present embodiment, the shut-off
[0154]
Thus, since the number of shut-off valves that must be controlled is smaller than that of the
[0155]
In this way, the temperature of the
[0156]
Moreover, since the heat stored in the
[0157]
In the present embodiment, a pressure sensitive valve or a thermostat valve may be used instead of the
[0158]
In the present embodiment, a thermostat valve may be used instead of the
<Fourth embodiment>
The
[0159]
In the first embodiment, the circulation passage C and the circulation passage D have some shared portions, but there are also independent passages. However, in the fourth embodiment, the circulation passage C and the circulation passage D are all shared passages. That is, the circulation passage C according to the first embodiment also has the function of the circulation passage D.
[0160]
In the
[0161]
Here, FIG. 8 is a diagram illustrating the flow direction of the cooling water. While the
[0162]
On the other hand, FIG. 9 is a diagram illustrating a coolant flow direction in the case where heat is supplied by circulating coolant while the
[0163]
Since the basic configuration regarding other hardware is the same as that of the first embodiment, a description thereof will be omitted.
[0164]
Here, in the present embodiment, the shut-off
[0165]
Thus, since the number of shut-off valves that must be controlled is smaller than that of the
[0166]
In this way, the temperature of the
[0167]
Moreover, since the heat stored in the
[0168]
In the present embodiment, a thermostat valve may be used instead of the
<Fifth embodiment>
FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of the cooling water circulation passages A, B, C, and D in which the
[0169]
The
[0170]
That is, the
[0171]
Since the basic configuration regarding other hardware is the same as that of the first embodiment, a description thereof will be omitted.
[0172]
In the circulation passage configured as described above, during the operation of the
[0173]
FIG. 11 is a view showing a passage through which cooling water circulates and a flow direction thereof when heat is supplied from the
[0174]
Here, during execution of the engine preheat control, the
[0175]
The
[0176]
The cooling water stored in the
[0177]
The cooling water that has flowed into the
[0178]
Further, since the
[0179]
In this way, the cooling water whose temperature has been lowered due to the movement of heat in the head-
[0180]
Thus, the temperature of the
[0181]
Here, in the present embodiment, in the control corresponding to step S102 in the flowchart of FIG. 4 according to the first embodiment, the
[0182]
As described above, when heat is supplied from the
[0183]
Moreover, since the heat stored in the
[0184]
In the present embodiment, an electromagnetic shut-off valve, pressure-sensitive valve, or thermostat valve may be used in place of the
[0185]
In the present embodiment, the pressure sensitive valve or the thermostat valve may be used instead of the
[0186]
Further, in the present embodiment, a thermostat valve may be used instead of the
[0187]
【The invention's effect】
In the internal combustion engine provided with the heat storage device according to the present invention, even if the start of the internal combustion engine is postponed for some reason, the heat supply is intensively supplied to a place where heat supply is required. It can suppress that the temperature of an internal combustion engine falls.
[0188]
Thus, according to the present invention, since the operation of the internal combustion engine can be started at a high temperature, deterioration of exhaust emission can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an engine to which a heat storage device for an internal combustion engine according to a first embodiment is applied and a cooling water passage through which cooling water circulates.
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of an ECU.
FIG. 3 is a diagram showing a cooling water circulation direction during engine preheat control according to the first embodiment.
FIG. 4 is a flowchart showing a flow of engine preheat control according to the first embodiment.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an engine to which a heat storage device for an internal combustion engine according to a second embodiment is applied and a cooling water passage through which the cooling water circulates.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing an engine to which a heat storage device for an internal combustion engine according to a third embodiment is applied and a cooling water passage through which the cooling water circulates.
FIG. 7 is a diagram showing a coolant circulation direction during engine preheat control according to a third embodiment.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram illustrating an engine to which a heat storage device for an internal combustion engine according to a fourth embodiment is applied and a cooling water passage through which the cooling water circulates.
FIG. 9 is a diagram showing a cooling water circulation direction during engine preheat control according to the fourth embodiment.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram illustrating an engine to which a heat storage device for an internal combustion engine according to a fifth embodiment is applied and a cooling water passage through which the cooling water circulates.
FIG. 11 is a diagram showing a cooling water circulation direction during engine preheat control according to a fifth embodiment.
[Explanation of symbols]
1. Engine
1a ... Cylinder head
1b ... Cylinder block
1c ... Oil pan
6. Water pump
8 ... Thermostat
9. Radiator
10 ... Heat storage device
10a ... Outer container
10b ... Inner container
10c ... Cooling water injection pipe
10d ... Cooling water extraction pipe
11 ... Check valve
12 ... Electric water pump
13 ... Heater core
22 ... ECU
23 ... Water jacket
23a .. Head side water jacket
23b ・ ・ Block side water jacket
23c ... Communication passage
23d ... Detour
27 ... Crank position sensor
28 ... Cooling water temperature sensor in heat storage device
29 ... Engine coolant temperature sensor
30 ... Battery
31 ... Shut-off valve
38 ... Shut-off valve
39 ... Shut-off valve
40 ... Shut-off valve
41 ... Check valve
42 ... Check valve
A ... Circulation path
A1 ... Radiator entrance side passage
A2 ... Radiator outlet side passage
B ... Circulation passage
B1 ... Heater core inlet side passage
B2 ... Heater core outlet side passage
C ... Circulation passage
C0 ... Communication passage
C1 ... Heat storage device entrance side passage
C2 ... Heat storage device outlet side passage
Claims (10)
熱媒体を循環させる循環系と、
前記シリンダヘッドに熱媒体を流通させるヘッド部通路と、
前記シリンダブロックに熱媒体を流通させるブロック部通路と、
前記ヘッド部通路及び前記ブロック部通路を連通する連通路と、
前記循環系を循環する熱媒体を介して前記蓄熱装置が蓄えた熱を当該内燃機関に供給する熱供給手段と、
前記熱供給手段により熱の供給が行われているとき又は前記内燃機関が冷間状態のときに前記連通路を熱媒体が流通することを抑制する抑制手段と、
を具備することを特徴とする蓄熱装置を備えた内燃機関。An internal combustion engine comprising an engine body having a cylinder head and a cylinder block and a heat storage device for storing heat,
A circulation system for circulating the heat medium;
A head portion passage for allowing a heat medium to flow through the cylinder head;
A block section passage for circulating a heat medium in the cylinder block;
A communication passage communicating the head portion passage and the block portion passage;
Heat supply means for supplying heat stored in the heat storage device to the internal combustion engine via a heat medium circulating in the circulation system;
Suppression means for suppressing heat medium from flowing through the communication passage when heat is supplied by the heat supply means or when the internal combustion engine is in a cold state;
An internal combustion engine equipped with a heat storage device.
熱媒体を循環させる循環系と、
前記シリンダヘッドに熱媒体を流通させるヘッド部通路と、
前記シリンダブロックに熱媒体を流通させるブロック部通路と、
前記ヘッド部通路及び前記ブロック部通路を連通する連通路と、
前記循環系を循環する熱媒体を介して前記蓄熱装置が蓄えた熱を当該内燃機関に供給する熱供給手段と、
前記連通路において熱媒体の流通方向を制限する流通方向制限手段と、
を具備することを特徴とする蓄熱装置を備えた内燃機関。An internal combustion engine comprising an engine body having a cylinder head and a cylinder block and a heat storage device for storing heat,
A circulation system for circulating the heat medium;
A head portion passage for allowing a heat medium to flow through the cylinder head;
A block section passage for circulating a heat medium in the cylinder block;
A communication passage communicating the head portion passage and the block portion passage;
Heat supply means for supplying heat stored in the heat storage device to the internal combustion engine via a heat medium circulating in the circulation system;
A flow direction restriction means for restricting the flow direction of the heat medium in the communication path;
An internal combustion engine equipped with a heat storage device.
熱媒体を循環させる循環系と、
前記循環系を循環する熱媒体を介して前記蓄熱装置が蓄えた熱を当該内燃機関に供給する熱供給手段と、
熱の移動により熱媒体の温度を低下させる熱交換器と、
前記熱供給手段により熱の供給が行われているとき又は前記内燃機関が冷間状態のときに前記熱交換器への熱媒体の循環を抑制する連通抑制手段と、
を具備することを特徴とする蓄熱装置を備えた内燃機関。An internal combustion engine equipped with a heat storage device for storing heat,
A circulation system for circulating the heat medium;
Heat supply means for supplying heat stored in the heat storage device to the internal combustion engine via a heat medium circulating in the circulation system;
A heat exchanger that lowers the temperature of the heat medium by transferring heat;
Communication suppression means for suppressing circulation of the heat medium to the heat exchanger when heat is supplied by the heat supply means or when the internal combustion engine is in a cold state;
An internal combustion engine equipped with a heat storage device.
熱媒体を循環させる循環系と、
前記循環系を循環する熱媒体を介して前記蓄熱装置が蓄えた熱を当該内燃機関に供給する熱供給手段と、
前記循環系の前記内燃機関内部への入口側と前記機関内部からの出口側とを連通する迂回路と、
前記内燃機関が冷間状態のときに前記内燃機関内部を流通した熱媒体を該内燃機関に迂回路を介して再度導入する温度調整手段と、
前記蓄熱装置から熱の供給が行われているときは前記迂回路へ熱媒体が循環することを抑制する連通抑制手段と、
を具備することを特徴とする蓄熱装置を備えた内燃機関。An internal combustion engine equipped with a heat storage device for storing heat,
A circulation system for circulating the heat medium;
Heat supply means for supplying heat stored in the heat storage device to the internal combustion engine via a heat medium circulating in the circulation system;
A detour that communicates the inlet side of the circulation system to the internal combustion engine and the outlet side from the engine;
Temperature adjusting means for reintroducing the heat medium that has circulated through the internal combustion engine when the internal combustion engine is in a cold state into the internal combustion engine via a bypass;
When heat is supplied from the heat storage device, communication suppression means for suppressing the circulation of the heat medium to the bypass,
An internal combustion engine equipped with a heat storage device.
Priority Applications (6)
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---|---|---|---|
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EP02007835A EP1249588B1 (en) | 2001-04-09 | 2002-04-08 | Internal combustion engine with regenerator |
DE60228162T DE60228162D1 (en) | 2001-04-09 | 2002-04-08 | Internal combustion engine with a regenerator |
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